Question

(9分)电压表V₁的量程为2V，内阻约为2kΩ。现要较准确测量其内阻R_V，实验室提供的器材如下：

  电流表A：量程0.6A，内阻约0．1Ω

  电压表V₂：量程5V，内阻约为5kΩ

  定值电阻R₁：阻值30Ω

  定值电阻R₂：阻值3kΩ

  滑动变阻器R₃：最大阻值100Ω，最大电流1．5 A

  电源E：电动势6V，内阻约0．5Ω

  开关S，导线若干．

 

  (1)某同学设计了如甲图所示的电路，拟测出电压表V₁两端的电压和流过电压表V₁的电流，再计算出R_V。该方案实际上不可行，其最主要原因是         ；

  (2)请你从上述器材中选择必要的器材，在图乙所示虚线框中设计一个可行的实验电路图，并标出所选器材的相应字母代号；

(3)根据第(2)问设计的电路图，用实验测得的物理量表示电压表V₁的内阻R_V=      。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

：

（1）（3分）电压表超量程（电压表被烧坏）

（2）（3分）电路如图所示。

（3）（3分） 

 

 

 

解析:：由于电源电动势6V，采用电压表V₁和电流表串联，方案实际上不可行，其最主要原因是：电压表超量程。要测量电压表内阻，可以采用伏安法。由于电压表的量程为2V，内阻约为2kΩ，通过的最大电流大约为1mA，采用量程0.6A电流表串联测量电流，不能读出电流。可将待测电压表与定值电阻串联，用量程5V的电压表测量二者串联电路的总电压，从而计算出通过待测电压表的电流。由于电源电动势大于电压表量程，采用分压电路，设计的电路如图所示。待测电压表中电流I=，待测电压表内阻R_V=U_I/I，联立解得R_V=。